[发明专利]一种全彩阵列式LED微型模拟光伏发电监测与控制系统

说明书

本发明公开了一种全彩阵列式LED微型模拟光伏发电监测与控制系统，是电力系统微型动态模拟实验室的重要组成，包括：全彩阵列式LED灯盘、可调直流稳压电源、微型模拟光伏发电监测与控制一体机、标准化接线端子排和GPS模块天线，全彩阵列式LED灯盘安装于机柜表面，其余元件均封装于机柜内部。该系统可工作于等时间尺度运行模式、倍速时间尺度运行模式和缓速时间尺度运行模式，依据模拟实验要求动态仿真电力系统真实光伏发电装置的运行和控制特性，支持GPS信号进行授时定位，能够与服务器进行网络数据的双向实时传输。它具有模拟精度高、接口统一、集成度高、响应速度快、控制性能好、网络传输稳定、操作简便、与服务器应用程序无缝集成的优点。

技术领域

本发明涉及电力系统微型动态模拟技术领域，尤其涉及一种全彩阵列式LED微型模拟光伏发电监测与控制系统。

背景技术

随着光伏发电技术成本不断降低，小型化、民用化、海量分布的光伏发电装置接入电力系统，必将对传统电力系统的安全稳定产生影响，光伏发电物理模拟技术的发展尤为关键。通常光伏发电模拟方法分为数字仿真方法和物理模拟方法。

数字仿真方法是将光伏发电装置等效为一组微分代数方程，同其它电力系统元件集成在一个虚拟的程序平台中，用户可以根据需要，模拟任意时间尺度的光伏发电过程。实际模拟中，程序模拟依赖于程序内含的的数学模型，在新型光伏发电材料和技术诞生的初期，由于物理特性尚不明确，数字仿真方法无法精确的仿真其动态行为。

物理模拟方法模拟光伏发电时，保留光伏电池板这一核心元件，在实验室内利用模拟自然光灯泡照射光伏电池板，进而产生满足实验要求的电能。模拟用光伏发电板容量按照实际光伏发电装置容量成比例缩小。物理模拟实验形象直观，物理概念清晰；然而，传统物理模拟方法中，电力系统模拟光伏发电装置由光伏电池板、模拟自然光灯泡、监测控制系统以及相关的辅助装置构成。实际应用中造价高、占地广、调控困难、维护复杂、扩展性差；模拟百kW级别发电能力的情况下，由于光伏电池板能量转换效率较低(最高不超过15％)，导致需要的光伏电池面积较大，需要的模拟自然光灯泡容量至少是光伏电池板容量的十倍，普通实验室内很难满足大容量模拟自然光灯泡的散热条件；电力系统微型动态模拟实验中，模拟元件需要依据系统的要求，调节其输出功率，利用模拟自然光灯泡的方法调节功率输出的过程较为繁琐，且时间精度较差。以上各原因都导致传统的光伏发电物理模拟装置难以满足现代电力系统的模拟需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明一种全彩阵列式LED微型模拟光伏发电监测与控制系统。

本发明提供的全彩阵列式LED微型模拟光伏发电监测与控制系统，包括微型模拟光伏发电监测与控制一体机，其中，

所述微型模拟光伏发电监测与控制一体机包括微处理器、双通道模块电源、GPS授时定位模块、继电器单元和网络通信单元；

所述微处理器连接网络通信单元、所述网络通信单元通过标准化接线端子排连接可调直流稳压电源，所述网络通信单元通过所述标准化接线端子排连接到服务器；

所述微处理器通过所述标准化接线端子排连接GPS授时定位模块和全彩阵列式LED灯盘；所述微处理器通过控制线控制所述继电器单元；

所述双通道模块电源包含两个电源输出通道，其中一个电源输出通道向所述微处理器、所述GPS授时定位模块、所述网络通信单元和所述全彩阵列式LED灯盘供电，另一个电源输出通道向所述继电器单元供电；

所述GPS授时定位模块通过所述标准化接线端子排连接GPS模块天线；

所述微处理器接收所述GPS授时定位模块的时间信息，并形成同步、倍速或者缓速于时间信息的模拟实验时间，所述微处理器按照同步、倍速或者缓速的模拟实验时间控制模拟进行。